(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材に対して所定間隔を隔てて配置された第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に挟まれた裏当て部材と、
前記第１部材と前記第２部材と前記裏当て部材とによって構成された開先に形成され、前記第１部材と前記第２部材と前記裏当て部材とを接合する溶接金属と、
を備え、
前記裏当て部材の端面は、前記第１部材または前記第２部材の裏面と面一に配置されている、
溶接構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶接構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、第１部材と第２部材とを完全とけ込み溶接にて接合する場合、まず、第１部材を第２部材に対して所定間隔を隔てて配置して、第１部材と第２部材との間に開先を形成する。次に、開先の裏側に裏当て部材を配置し、溶接によって開先に溶接金属を形成する（特許文献１参照）。これにより、第１部材と第２部材とが接合される。ここで、従来の溶接方法では、裏当て部材は、図７又は図８に示すように配置される。
【０００３】
図７は、突き合わせ溶接により２枚の板材６，７が溶接される場合であり、特に、２枚の板材６，７の裏面が段差なく配置されている場合の裏当て部材８の配置を示している。ここでは、裏当て部材８は、２枚の板材６，７に亘って２枚の板材６，７の裏面に当接するように配置される。
【０００４】
また、図８は、２枚の板材９，１０の裏面が段違いに配置されている場合の裏当て部材１１の配置を示している。ここでは、裏当て部材１１は、裏当て部材１１の端面と上面とが２枚の板材９，１０の段差部に当接するように配置される。
【０００５】
図７，８は突き合わせ溶接の裏当て部材の配置を示しているが、角継ぎ溶接の場合も同様である。
【特許文献１】特開平９−８５４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような従来の溶接方法では、溶接される板材の厚さが有効喉厚となる。このため、厚さの大きい板材が用いられる場合には、喉厚が過剰に大きな溶接部が形成される恐れがある。この場合、溶接時間や溶材の使用量が増大してしまう。
【０００７】
また、品質のよい溶接を行うためには、溶接部のルートギャップの管理が重要であるが、上記のような従来の溶接方法では、ルートギャップの精度を向上させるためには、溶接前の第１部材と第２部材との間隔を治具やゲージを用いて調整することが必要である。この場合、第１部材と第２部材との位置決めのために溶接の工数が増大してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、喉厚およびルートギャップの調整が容易な溶接構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る溶接構造は、第１部材と、第２部材と、裏当て部材と、溶接金属とを備える。第２部材は、第１部材に対して所定間隔を隔てて配置されている。裏当て部材は、第１部材と第２部材との間に挟まれている。溶接金属は、第１部材と第２部材と裏当て部材とによって構成された開先に形成され、第１部材と第２部材と裏当て部材とを接合する。裏当て部材の端面は、第１部材または第２部材の裏面と面一に配置されている。
【００１０】
この溶接構造では、裏当て部材が第１部材と第２部材との間に挟まれているため、第１部材と第２部材との間の距離すなわちルートギャップは、裏当て部材の厚さに相当する大きさとなる。このため、所望のルートギャップに相当する厚さの裏当て部材を用いることによって、容易にルートギャップを調整することができる。また、開先の底部が裏当て部材によって構成されるため、第１部材と第２部材との間における裏当て部材の位置を調整することにより、開先の深さを調整することができる。これにより、開先に形成される溶接金属の喉厚の大きさを容易に調整することができる。以上より、本発明に係る溶接構造では、喉厚およびルートギャップの調整を容易に行うことができる。
【００１１】
また、この溶接構造では、第１部材または第２部材の裏面を基準として裏当て部材の位置決めを行うことができる。このため、喉厚を所望の大きさに調整するための裏当て部材の位置決めを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る溶接構造では、所望のルートギャップに相当する厚さの裏当て部材を用いることによって、容易にルートギャップを調整することができる。また、第１部材と第２部材との間における裏当て部材の位置を調整することにより、開先の深さを調整することができ、喉厚の大きさを容易に調整することができる。これにより、本発明に係る溶接構造では、喉厚およびルートギャップの調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜溶接構造＞
本発明の一実施形態に係る溶接構造１を図１に示す。この溶接構造１は、第１部材２と、第２部材３と、裏当て部材４と、溶接金属５とを備える。
【００１４】
第１部材２と第２部材３とは、それぞれ板状の部材であり、第２部材３の板厚ｔ２は、第１部材２の板厚ｔ１より小さい（図２参照）。また、第１部材２の表面２１と第２部材３の表面３１とは、同じ高さに位置しており、概ね同一平面上に配置されている。このため、第１部材２の表面２１と第２部材３の表面３１とは、面一に配置されている。また、第１部材２の裏面２２と第２部材３の裏面３２とは、同一平面上に配置されておらず、異なる高さに位置している。このため、第１部材２の裏面２２と第２部材３の裏面３２とは、段違いに配置されている。また、第２部材３の端面３３は、第１部材２の端面２３に対して所定間隔を隔てて配置されている。
【００１５】
裏当て部材４は、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間に挟まれた板状の部材であり、第１部材２および第２部材３と同じ幅寸法（図１において紙面に垂直な方向の寸法）を有している。また、裏当て部材４の第１端面４１は、第１部材２の裏面２２と面一に配置されている。
【００１６】
溶接金属５は、第１部材２と第２部材３と裏当て部材４とによって構成された開先に形成されており、第１部材２と第２部材３と裏当て部材４とを接合している。
【００１７】
＜溶接方法＞
次に、上記のような溶接構造１を形成するための溶接方法について図２および図３に基づいて説明する。この溶接方法は、図２に示すように、第１部材２と第２部材３とを突き合わせ溶接するためのものであり、図３に示すように、開先を形成する第１工程Ｓ１と、開先を溶接する第２工程Ｓ２とを備える。
【００１８】
第１工程Ｓ１では、第１部材２の表面２１と第２部材３の表面３１とが面一に配置され、且つ、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間に裏当て部材４が挟まれることにより、第１部材２と第２部材３との間に開先が形成される。このとき、裏当て部材４の第１端面４１が第１部材２の裏面２２と面一になるように裏当て部材４が配置される。裏当て部材４の長さｔ４（第１部材２と第２部材３の厚さ方向に沿った方向の寸法）は第１部材２の板厚ｔ１より小さいため、裏当て部材４の第１端面４１が第１部材２の裏面２２と面一に配置された状態では、裏当て部材４の第２端面４２は、第１部材２の表面２１および第２部材３の表面３１よりも低い位置に配置される。また、裏当て部材４が第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間に挟まれているため、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３とは、裏当て部材４の板厚ｔ３に相当する距離だけ離れた状態で保持される。これにより、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３と裏当て部材４の第２端面４２とによって開先が形成され、第２端面４２は開先の底部を構成する。裏当て部材４の長さｔ４は、第１部材２の表面２１および第２部材３の表面３１から裏当て部材４の第２端面４２までの距離すなわち開先の深さが所望の大きさになるように設定されている。この開先の深さによって開先に溶接によって形成される溶接金属５の喉厚ｔ５（図１参照）の大きさが決定される。また、裏当て部材４の板厚ｔ３は、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間の距離が所望の大きさになるように設定されている。この第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間の距離によって、溶接金属５のルートギャップｇ１の大きさが決定される。
【００１９】
第２工程Ｓ２では、第１工程Ｓ１において形成された開先にアーク溶接が施される。ここでは、１層盛り、或いは、多層盛りによって開先に溶接金属５が形成され、第１部材２、第２部材３、裏当て部材４が接合される。
【００２０】
＜特徴＞
この溶接構造１では、裏当て部材４の第２端面４２の位置を調整することにより、開先の深さを調整することができる。このため、第１部材２の板厚ｔ１や第２部材３の板厚ｔ２から独立して喉厚ｔ５を適切な大きさに設定することができる。これにより、過剰な溶接を防止することができる。また、裏当て部材４の第１端面４１が第１部材２の裏面２２と面一に配置された状態で第２端面４２が所望の位置に配置されるように、裏当て部材４の長さｔ４が設定されることにより、裏当て部材４の位置決めを容易にすることができる。
【００２１】
また、予め適切な厚さに設定された裏当て部材４を第１部材２と第２部材３との間に挟むことによって、第１部材２の端面２３と第２部材３の端面３３との間の距離を所望の大きさに容易に設定することができる。これにより、溶接金属５のルートギャップｇ１を所望の大きさに容易に設定することができる。
【００２２】
さらに、上記の第１工程Ｓ１において、裏当て部材４が第１部材２および第２部材３に挟まれることによって、溶接前に裏当て部材４を所定の位置に保持することができる。これにより、裏当て部材４を第１部材２や第２部材３に仮付けする工程を省略することが可能である。
【００２３】
＜他の実施形態＞
（１）
上記の実施形態では、裏当て部材４の第１端面４１が、第１部材２の裏面２２と面一に配置されているが、第１部材２の裏面２２ではなく第２部材３の裏面３２と面一に配置されてもよい。この場合も、裏当て部材４の位置決めを容易にすることができる。
【００２４】
また、裏当て部材４の第１端面４１が第１部材２の裏面２２および第２部材３の裏面３２のいずれとも異なる高さに配置されてもよい。この場合も、裏当て部材４の上下方向（第１部材２および第２部材３の厚さ方向に沿った方向）の位置を調整することにより、喉厚ｔ５を所望の大きさに設定することができる。
【００２５】
（２）
上記の実施形態では、第１部材２と第２部材３とが異なる板厚を有しているが、図４に示すように、第１部材２と第２部材３とが同じ板厚を有しており第１部材２の裏面２２と第２部材３の裏面３２とが面一に配置されてもよい。
【００２６】
（３）
上記の実施形態では、突き合わせ溶接に本発明が適用されているが、角継ぎ手溶接に本発明が適用されてもよい。図５は第１の参考例に係る第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図である。ここでは、第１部材２の側面２４に第２部材３の端面３３が突き合わされており、第１部材２の側面２４と第２部材３の端面３３との間に裏当て部材４が挟まれた状態で溶接が行われる。
【００２７】
（４）
上記の実施形態では、開先が、直線的な形状のいわゆる「Ｉ開先」となっているが、上記と異なる形状の開先にも本発明が適用可能である。図６は第２の参考例に係る第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図である。ここでは、第２部材３の端面３３の一部が傾斜した形状となっている。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、喉厚およびルートギャップの調整が容易になる効果を有し、溶接構造として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】溶接構造の側面断面図。
【図２】第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図。
【図３】溶接方法のフローチャート。
【図４】他の実施形態に係る第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図。
【図５】第１の参考例に係る第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図。
【図６】第２の参考例に係る第１部材、第２部材、裏当て部材の形状および配置を示す側面断面図。
【図７】従来の溶接方法における裏当て部材の配置を示す側面断面図。
【図８】従来の溶接方法における裏当て部材の配置を示す側面断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１      溶接構造
２      第１部材
３      第２部材
４      裏当て部材
５      溶接金属
【図１】
0005205015.tif 000002
【図２】
0005205015.tif 000003
【図３】
0005205015.tif 000004
【図４】
0005205015.tif 000005
【図５】
0005205015.tif 000006
【図６】
0005205015.tif 000007
【図７】
0005205015.tif 000008
【図８】
0005205015.tif 000009